| 研究課題/領域番号 |
17K07034
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
エネルギー学
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| 研究機関 | 近畿大学 |
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研究代表者 |
湯浅 雅賀 近畿大学, 産業理工学部, 准教授 (50404075)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2019年度)
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| 配分額 *注記 |
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2019年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2018年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2017年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
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| キーワード | 大容量蓄電池 / ナノカーボン / 酸素還元反応 / 酸素発生反応 / 金属空気電池 / 酸素還元活性 / 酸素発生活性 / 電気自動車 / 低消費電力・高エネルギー密度 / ナノ材料 / 触媒・化学プロセス / 無機工業化学 |
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| 研究成果の概要 |
金属空気二次電池の空気極には、充電反応である酸素発生反応時のアノード分極による酸化に強く、かつ酸素還元・酸素発生活性の高い材料が必要である。本研究では、空気極の材料としてグラフェンに着目し、グラフェンの合成方法としてはメカノケミカル法を検討した。遊星型ボールミルにてグラファイトをメカノケミカル処理した結果、従来の合成法よりも酸素還元・酸素発生活性の高いグラフェンを得ることができた。また、メカノケミカル反応によるグラフェンへ窒素および硫黄のドープにより、グラフェンの酸素発生活性が向上することを見出した。さらに、メカノケミカル法によるグラフェンはグルコース酸化活性を有していることも明らかとなった。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究では、ボールミル粉砕（硬質ボールと固体試料を円筒形の容器中で回転させることで試料をすりつぶす材料粉砕方法）を利用したグラフェン（炭素で構成されたシート状の微粒子）の合成を検討した。本研究で得られたグラフェンは、金属空気電池の充電反応に対して安定で、かつ、高い充放電活性を有することを見出した。金属空気電池は、リチウムイオン電池を凌ぐ高い放電容量を実現しうる電池であるが、充電反応の際に構成材料が分解すること、そして材料の反応活性が低いことが課題であった。本研究で得られた材料は、上述の金属空気電池の課題の解決に資する有望な材料である。
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